海洋地球化学5—6讲解

四萜，胡萝卜素、胡萝Biblioteka Baidu烷为代表
沉积物
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第一节
类别
海洋中的有机化合物和复杂有机质
卟吩与金属的配合物，由含卟啉的色素演变而来 。
易氧化，可来判源断沉积环境氧化环分境布状态
四砒咯色素
卟啉
其他杂环化合物 嘌呤
叶绿素降解
现代、古代沉积物
生物-有机指示物
成因物质残留物
糖类
各种单糖 多糖被细菌分解 近代
氨基酸和肽类
类别
来源
分布
甾 胆甾醇，菜油甾醇、豆甾醇和β-谷 活体生物 族 甾醇
…沉积
具三有环3骨个六架元的环二和萜1个五元环的四环化合物 陆地高等植物的 海洋沉积 树脂和支撑组织
萜 脱氢松香酸和1-甲基-7-异丙基菲(惹 二萜的脱氢、脱
类 烯)
羧产物
陆源指示
五环藿烷为基本骨架的三萜
陆圈多种生物
环状类异戊二烯化合物
分布 近代 近岸 深海
支 植烷酸、姥鲛烷酸、4,8,12-三甲基十三 硅藻类脂物经细
链 烷酸
菌作用
、 n-C24、n-C26
高等植物表面蜡
环
状 饱和：n-C12~n-C20，n-C16极大；不饱和：藻
C14、16、18、20单烯、多烯正构酸
近海 沉积
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
类别
来源
• 含有原大量因有：机后质者、与有机有气机体质；的快速堆积有关。沉降中降解程度
• 高价铁低→，低在价沉铁，积后成为主要的还原剂。
• SO42- → S和S2-，
• 高价铀→低价铀，
缺氧海盆，更有利于有
• 铜、银等皆以自然形式出现，
机质的沉积和保存。
• 缺氧。
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
烷烃 鲛烷、植烷
陆源高等植物 内陆海及近海
海洋
蓝藻、褐藻、红藻 叶绿醇在成岩 微量与正构烷 种还原而成 烃共存 ；
两种比例不同
环烷烃 烷基环己烷、烷基多环烷 石油
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
类别
来源
分布
脂肪烃 环烷烃 烷基环己烷、烷基多环烷 石油 烯烃 植烯、植二烯、姥鲛烯 C25H50、C25H48、C25H26
近代、古老沉积
外消旋速率常数一定，可测古温度和年龄
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
类别
来源
分布
复 沥 溶于CS2 沥青，如：石油、网状交联三维
杂青
蜡、硬沥青
聚合物
有
不溶于 焦沥青，如干酪 藻类或高等 泥炭、煤、黑色页岩
机
CS2
根
质 腐 溶于稀碱 腐殖酸
植物碎屑 高等植物
碳与总碳比随深度增加
殖
而减小；转化为干酪根
质 溶于酸碱 富里酸
都不溶 腐黑物
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
类别 ……
来源
分布
• 作业：将p37-42页内容如上所示填入上表中； • 作业计入平时成绩中； • 期末考试不考该部分内容； • 10月13日交作业，不得迟交，手写在纸上。
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
三、有机物质来源的判别 海源
– 类脂：含碳原子数较少，某些来自浮游生物和细菌的 特征类脂物和色素可作为海源指示物。
其它差别（表3-2）
– 对分离出来的脂肪酸、腐殖酸、干酪根等进行碳、氮、 氢的同位素组成分析。
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
四、有机质与还原环境 • 有机质导致缺氧，能造成还原环境 • 氧化还原环境的形成受其他过程影响
• 如何判断…来…源为海洋 内部还是陆地？
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
一、有机化合物 二、复杂有机质
类别
来源
分布
链 脂烷 肪烃 烃
正构 烷烃
支链
n-C23~nC33，浓度最大 n-C29、n-C31 n-C12~nC20，浓度最大 n~C17 n-C15、nC17 异戊二烯碳骨架，如：姥
– 现象：远洋区，水深、含氧少，但海底却形成了典型 的氧化型产物红枯土沉积。 原因：深水条件下的还原反应速率要缓慢
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
四、有机质与还原环境
• 有机质导致缺氧，能造成还原环境
• 氧化还原环境的形成受其他过程影响
– 现象：在浅海区或大陆架边缘海区，既可出现极端的
还原环境氧：化环境，又可出现极端的还原环境。
1.0~4.0 g·C/m2·a 化 物
δ=[(R样-R标)/R标]1000‰
0.2~0.6 g·C/m2·a 沉积
有机质
R=同位素重/轻
卡R里标=亚1科3C海/12沟C，=1其1沉.27积7物2%中 美有洲机碳拟含箭量石可达10%以上
有机质的含量与沉积
速率成正相关
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第三章 海洋中的有机质
如• 有果机期质末的开来卷龙考去试 考题脉如…上…所述
第5-6讲 （第三章）
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第三章 海洋中的有机质
δ13C 为-25~-30% 陆 源
无机物 光合作用 初级生产力
食物链
太阳能 透光带 （为大陆一半）
93-97%
100g·C/m2·a
δ13C 为-20%
溶解
δ
13C：重同位素“相对亏损”0.3~0.4
g·C/m2·a
氧化
海水
“同位素组成表示” 1.0~2.0 g·C/m2·a 氧 生
三、有机物质来源的判别 陆源
– 与陆地植物蜡的分布特征相类似
类脂：正构烷C23~C33，奇碳优势 正构脂肪酸C20~C30，偶碳优势 正构脂肪醇C22~C30，偶碳优势。
– 含有二萜类化合物，产自高松脂高等植物，以具松香 烷骨架者占优势，可作为独特的分子指示物。
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
脂正 肪构 醇、支 酮链
n-C12~n-C32，偶碳优势， 极大n-C22、n-C24、n-C28 叶绿醇、二氢叶绿醇
异戊二烯酮，如…
微生物氧化正构烷烃 叶绿素经微生物氧化
分布 与褐煤相 似 近代沉积
蜡
C14~C22偶数碳脂肪醇同系
酯
物与C14~C24偶碳数脂肪酸
同系物发生酯化反应
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
沥青质沉积物 海沟沉积物 墨西哥湾大陆架
C15、 C17单烯、二烯烃
n-C17~nC19 芳香烃 烷基苯、多环芳烃
藻
光合菌、非光合菌 可能石油、 陆源类脂 物
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第一节 海洋中的有机化合物和复杂有机质
类别
脂 正 n-C10~n-C36，双峰n-C16、n-C24 肪构
酸
以本地来源为特征
来源
<C20：海洋； >C20：陆地
四、有机质与还原环境 • 有机质导致缺氧，能造成还原环境
还原性能来自光合作用——
CO2 + H2O →碳水化合物
弱氧化性 弱还原性
强还原性
+ O2
强氧化性
碳氧化数（形式电荷数）表征氧化状态。CO2是极端氧 化环境产物；CH4是极端还原环境产物。